[发明专利]气体浓度计算装置及气体浓度测量模块

说明书

本申请是申请日为2011年2月14日、申请号为201180009780.0、发明名称为气体浓度计算装置及气体浓度测量模块的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种气体浓度计算装置及气体浓度测量模块。

背景技术

一直以来，例如将计算二氧化碳等气体的浓度的气体浓度计算装置导入到空调系统的领域等中。基于该气体浓度计算装置中的计算结果来控制换气的ON/OFF(开/关)等，由此使空调系统高效地运转，实现消耗电力的降低。在这样的气体浓度计算装置中使用NDIR(Non-dispersive Infrared，非分散型红外线吸收)法，所谓NDIR(非分散型红外线吸收)法，是指基于红外光穿过对象气体中时的衰减来计算气体的浓度的方法。

作为使用NDIR(非分散型红外线吸收)法的气体浓度计算装置，例如有专利文献1中所记载的装置。该气体浓度计算装置使来自单一光源的光照射至气室(gas cell)内，并通过第1检测器及第2检测器对穿过气室内的光进行检测。第1检测器对穿过由被测定气体区域及封入至测定气体室内的不活泼气体区域构成的光路的光进行检测。第2检测器对穿过由被测定气体区域及封入至比较气体室内的与被测定气体种类相同的气体区域构成的光路的光进行检测。另外，公开有通过第2检测器检测照射光量的增减，且校正第1检测器的输出。

另外，在专利文献2中记载有检测气缸内的样品气体浓度的气体浓度计算装置。此处，将反射镜设置于在气缸内往复移动的活塞的头部，并且在气缸的头部朝向气缸内配置光源及检测器。通过这样的构成，自光源发射且由活塞上的反射镜反射的光被检测器接收。伴随着活塞的往复移动，经由反射镜的自光源至检测器为止的光路长度发生变化，因此检测器中所接收的能量值发生变化。然后，基于自检测器输出的输出值的变化来计算样品气体的浓度。

专利文献

专利文献1：日本特开2007-256242号公报

专利文献2：日本特开平5-180760号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在上述专利文献1所记载的气体浓度计算装置中，使用第1检测器及第2检测器这两个不同的受光元件来计算气体的浓度。因此，受光元件自身的个体差(灵敏度、噪声特性的差、或者其对于周围温度的差或对于长期变化的差等)对气体浓度的测定精度造成不良影响。这样的不良影响由受光元件各自的个体差而引起，因此通过使用来自两个受光元件的输出值的比等，不会消除这样的不良影响。

在上述专利文献2的气体浓度计算装置中，由于使用单一的受光元件，因此可以说不存在因受光元件的个体差而产生的问题。但是，在专利文献2的技术中，用于使自光源直至检测器为止的光路长度变化的单元即反射镜设置于活塞的头部并且在与光路的方向相同的方向进行上下运动。因此，为了实现高精度的测量，必需在测量时暂时停止活塞的运动、即反射镜的运动。其原因在于：当反射镜未停止而在与光路的方向相同的方向上运动的情况下，光路长度不稳定，从而无法实现高精度的测量。因此，通过暂时停止活塞的运动，参照光的测定时间与信号光的测定时间之间产生大幅度的时间偏差。若参照光的测定时间与信号光的测定时间之间产生大幅度的时间偏差，则基于各自的测定结果的比而计算的气体浓度也会产生仅与大幅度的时间偏差相应的误差。

另外，在专利文献2的技术中，气缸的上下运动的振动或表面的变质等对光的检测精度造成不良影响。另外，由于信号的进入成为上下死点，因此测定间隔从属于气缸的运动速度，难以应对高速化。在使用单一的受光元件的情况下，若参照光的测定时间与信号光的测定时间之间产生时间偏差，则基于各自的测定结果的比而计算的气体浓度也会产生仅与时间偏差相应的误差。

因此，本发明的一个方面是有鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种可防止因受光元件的个体差而产生的问题，并且可防止因光路长度不稳定而产生的问题的气体浓度计算装置及气体浓度测量模块。

另外，本发明的另一个方面的目的在于提供一种可防止因受光元件的个体差而产生的问题，并且可防止因用于使光路长度变化的要素的振动所致的光检测精度的下降，进而可抑制因光的测定时间偏差所致的光检测精度的下降的气体浓度计算装置及气体浓度测量模块。